TW484332B - A method for extending the range of a wireless communication system - Google Patents

Description

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484332 五、發明說明（3) 送信號S2。舉例來說，如| B.UT 1 〇 ! ^ 果X ~ 2，則Μ T 1 6 - k會在時間τ + dBS—MT(或在收到基地台信鲈ς诒从不伽1扩卩士、仕士了間l3+ Iq現\後的兩個讯框時）時傳送信號 S2 0 〜 由於從Μ 丁 1 6 - k到B S 1」· n a 碎 4〜；l的傳送延遲之故，Bs 14_丨 在犄間 Ti + dBS—MT + tx = d 曰

MT 〜BS 論，在此假設從MT 16 — k^B=4始接；號^;為方便討 傳送延遲，而且二者在太：S 1广1的傳，延遲寻於‘，的 遲d ，亦即d = d 文之後個別稱為一單向的傳送延 2d。二所以‘4二； S2。 T ^T1+tx + 2dQW時開始接收信號 為了解調變接收的传雊 每一無線電裝置（可偵^丨二2，BS-丨4—1必須先偵測信號S2。 (relator)。（例目^動„電話裝置）含有一相關器 偵測行動電話信號S2，龙胃，错者將進入信號乘以ΡΝ序來 Wn)内會以不連續步驟方、甲PN序在一時段（此稱為搜尋窗 序和進入信號）的最後乘移（tlme shifkd)，直到（PN S2的臨界值為止。假如B ' σ過代表偵測到行動電話信號 始接收信號S2，則BS 14 =搜尋fWn範圍内並未開 定時協定）。 將無法偵測信號S〆利用圖2内之 為確保B S 1 4 - i右姑霞*说 搜尋窗wn.在不管蜂巢^二11/範圍内開始接收信號s2， 包含了作f卢s Γ，> ^ 勺行動電話1 6 - k位置下須經過 虎\ (在仃動電話和基地/Λ之n以古# 4# 徑移動）的可能到達時間。W用也乂之間士以直線或視線路 14-i可期待在不早 述疋％協定，基地台 、Λ忙上、/σ和不晚於訊框下沿後的

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2〇wadlus的時間收到信號S2，其中d_radius代表一信號行經相 畲於半徑Ri的單向傳送延遲（或是2dc>w_radius代表來同的延 遲）。因此搜尋窗Wn應會經歷自時間Tn開始的至少2 d 的時間長度和不會較時間Tn + 2d〇w radius早結束。實際 尋窗wn的長度會限制蜂巢18_丨的有效半徑（或大小），或稱 為基地台的存取範圍。 ^尋窗的長度取決於相關器的執行。一般而言，相關器 乃疋以特定應用積體電話（AppHcati〇n specific

Integrated Circuit, ASIC)方式執行，ASIC 具有一預塞 位元數（也稱為”位元限制數”），用於表示來回的延遲（指 信號從基地台到行動電話再回到基地台）。此位元限制數 限制了搜尋窗的長度，如上述搜尋窗限制了基地台丨4-丨的 有效存取範圍或蜂巢丨8 -丨的大小。只要位元限制數不限制 搜尋窗Wn在不少於。us的長度之内，基地台14—丨應能 偵測到在其蜂巢1 8 - ：L之内任一地方所在的行動電話所傳送 的信號S2 (假設R i的圓周上的任一點都相同）。 、 典型的IS-95式的CDMA無線通訊系統中的基地台之執行 會含有一具有用於代表來回延遲的1 2位元限制數的相關 杰。為了有好的延遲解析，典型的1 / 8 p N時間切片值會被 用作最小的解析單元。在1/8 PN時間切片中的12位元^艮制 數（或來回延遲表示值）會產生範圍在512 pN時間的大小 (」亦即P位元xl/8 PN時間切片/位元）。對l 2 288 MHz(百 萬赫茲）的傳送頻寬（對IS — 95式的CDMA無線通訊系統是典 型）而言，12位元限制數可代表416 (百萬分之一秒）的

O:\59\59269.PTD 第9頁 484332 五、發明說明（5) 來回延遲（亦即512 PN時間切片· 99δ〇 n //s)。利用5 Μ " / 片 88㈣時間切片/ U }利用5· 33 " s/哩的無線傳送速户，41 R 十 遲（或208 //S單向延遲）代茅 又16 //s來回延

地台通訊的距離限制1設無線電話J : 二與J 而且搜尋窗經適當地構形一也农咸在了接又祀圍 許具有約39哩的最大车(或最 =延遲的蜂巢。根據上述之定時協定，由超過基地 尋窗Wn的範圍内抵達βΛ傳运的仏戒可能無法在任-搜 心「奶、鱼1”4_1，因此將無法利用12位元 ASIC關連子穩定地偵測到。 元：t齡广：。巢大小或存取範圍想超過⑹。相關器的12位 明mn過39哩），msic相關器必須重新設計， 存# i si 1 h 1C須重新設計使得由位在AS1 c相關器之超過 ASIC相限制數的行動電話也可以被侦測到。但 _ j 5 、新設計是很難作到而且對小型應用而言並 成:S :二此便有需要在不涉AASIc相關器重新設計的高 ::::長基地台的蜂巢大小或存取範圍。 本發明是_ 用於在·不涉及AS I C相關器重新設計下延伸蜂 /或美地3 △子偟取靶圍的方法。此是藉由利用一個會使時窗和 梳迗時間隨著訊框邊沿而改變的修改過的定時 扞叙雷▲ 9使位在AS I c相關器的位元限制數之外的 4丁勒％ 5古所值+ p 、彳°波可在搜哥窗之内被接收。更詳細言

第10頁 484332 修正 案號 88111407

補充I 五、發明說明（6) 之，修改後的定時協定包含了分另ΓΧ1叟尋窗開始和結束之 前的某時間q和q + Ρ時傳送基地台信號，其中q代表一定時 提前值，而P代表與AS I C相關器位元限制數關聯的時段。 在一施例中，修改過的定時協定將一定時提前技術，技術 中基地台於訊框邊沿之前傳送其信號（在時間q時），如此 在超過存取範圍外的行動電話所傳送之信號可在訊框邊沿 開始之時的搜尋窗之内以及在不晚於訊框邊沿之後的一 P 時間之内被接收。在另一施例中，修改後的定時協定結合 了 一在訊框邊沿之後的q時開始和在不晚於訊框邊沿之後 的q + p時結束的時移搜尋窗。 圖形簡述 本發明之性能、層面以及優點在參考以下描述，申請專 利範圍，和以下圖形後將變得更容易瞭解，圖中： 圖1說明利用了依照熟知的I S - 9 5標準的分碼多路存取 (C D Μ A )技術的無線通訊系統； 圖2說明了依照一根據I S - 9 5標準的定時協定來執行的定 時時程表； 修 正 本 有 _ 圖3說明依照圖2定時時程表而來的由基地台和行動電話 所傳送和接收之碼序的時間圖； 圖4說明根據本發明所用之分碼多路存取的熟知之I S- 9 5 条標準的基地台； g 圖5說明依照本發明一施例所用的定時協定的定時時程 ； ^ 圖6說明一解說由位在一蜂巢分機内的一基地台和一行 曰 听 之 姿 員 質 内 容 是 否 准 予 修 正

O:\59\59269.ptc 第11頁 2001.06.27.011 五、發明說明（7) -----------—- 動電话所傳送和接收碼序的時間圖· 圖y兒明根據本發明另一施例所’ 時 時程表。 」 叮 詳細說明 炉Γ乃Λ'依照本發明根據分螞多路存取之熟-知的1 s -9 5 二2二^地台30包含τ無線電及天線裝置用於 Iί蝰里3 土 土 口化號至行動電話以及用於接收和解調變 的行動電話的行動電話信號，並包含了-用 盈線-ί ΐ::(了利用全球定位衛星）的GPS接收器。每- 一動形，執行的相關心 可被解調』 貞測订動電話信號使行動電話信號 ρρ ϋ便於5寸淪’ AS 1C相關器如背景單元所述具有1 2位元 ^12 PN時間切片）用於表示信號從基地台30傳送到 2电活以及回到基地台30的來回延遲。此不應解釋成將 ^明限制在具有12位元限制數的ASIC相關器±。對熟悉 X明的技藝人士而言，本發明亦同樣適用於那些且me 目目ί ί(/Λ同的位元限制數）的基地台或具有不同於腿 ID。的基地台。一 #12位元（或512 ΡΝ時間切片）的asic 相關器具有一長廑绮41$ 的搵莓審。在先前技藝中， 利用依照IS-95標準的疋時協定之CDMA無線通訊系統，盆 搜尋窗Wn經構形成可在Fn時（代表訊框開始）並在以以丨6、 # s、、Ό束，並允許基地台3 〇偵測位在約3 9哩的基地台μ以 内的行動電活所傳送之信號。如此基地台3 〇之外（超過3 g

第12頁 484332 五、發明說明（8) 哩）的行動電話會被認為超出具有一 1 2位元AS I C相關器的 基地台30之存取範圍。 蜂巢34具有一個外半徑R_r(或R34)以及一内半徑 二ner (或R32) ’其中外半徑可以或者是一超過A s丨C相關器位 =限f數存取範圍（例如對具有1 2位元限制數的AS I C相關 :尺而° ’ R。，〉39哩），内半徑Ri_r較匕_為小，半徑Router 二ITT之間的差距AR應不會大於相對“1(：相關器位元限 m μ ^例如△ R $3 9哩）的差距（或最大來回延遲）。如此蜂 六％ * 1卩份依照本發明可能超過“1 c相關器位元限制數的 送=ΐ允許基以㈣測在蜂巢34任何位的行動電話傳 相關“元：ϊ i ί :asic相關器重新設計下超過其asi〔 發明是利用—t i存離（例如超過39哩）的情況下。本 隨訊框邊沪移^過可使搜尋窗和/或基地台傳送時間 外的行動；：j;:，使位置超過asic相關器位元限制數 定。此irm信號可在搜尋窗中被接收的定時協 且在r時之後八別相關的r時傳送一基地台信號，並 結束，其中:一舻9 %和q+p時將搜尋窗Wn構形成開始和 巢34内半徑之^父零為大表示對應—信號在基地台和蜂 (亦即q代表^的傳送延遲的定時提前值 延遲）以及ρ代表__二二不超過個内半徑Rinner距離的傳送 話信號可二f;有，c相關器位元限制數或-行動電 在—施2 ΐ，並被偵測出的時段。 484332

雙 88111407 t、發明說明（9) __________________ 圖5解說了依照本^明此施例所用—之時協定的定時時程 表50。定時時程表50包括了一訊框52_η序列並备一 框52_η長達一個f時段，而且每一訊框開始依 照使用GPS接收器的GPS時間在Fn時的訊框邊沿來疋由依

Q 照此修改過的Π協定’基地台30經構形成在訊框邊沿的' !時（亦即Fn-y)開始^达基地台信號，並從&時 晚於Fn + P前搜寻搜哥由Wn中的行動電話信號。同樣 動電話38經構形成在行動電話開始接收基地台信號 ^ 一些訊框時段x (亦即f X )開始傳送信號。 〜 、 圖6說明了一用以解說依照圖5定°時~協定由可能座落在 巢34任一位置1基地台30和行動電話38傳送及接收的作號 序列。基地台30在？1-(1時開始接收信號&。行動電話“在。 FK時開始=:信號Sl，其中吣代表 則 電話38(或從行動電話38到基地台3〇)的單向傳送延遲；^ 注意的是為^便討論，從基地台3〇到行動電話3〇的傳送 延遲被假設成與從订動電話到基地台3〇的傳送延遲是相 的。假設行動!話38將行動電話信號^送到基地台3〇，行 動電話3,8會f :開始傳送信號&之前開始接收信號^時等 候多個讯框時奴（亦即f X)。因此行動電話38在某h 一Q + d |+、fx(或是在某訊框邊沿後的d。厂q時）開始傳送信號&。因 _為從行動電話38到基地台30的傳送延遲之故，基地台3〇將 $在某1?1-(1 + (^+& + (1(^(或卩1-(1 + 2^+{又）時開始接收信號，在 1此時會使信號在F η時（亦即訊框邊沿）和F η + p時被接收，其 |中P = 416 // s乃對應ASIC相關器位元限制數（或在搜尋窗Wn 产圍内）。信號S2於是可利用業界熟知的技術被偵測出及 0 1¾ 之

O:\59\59269.ptc 第14頁 2001.06.27.014 正 484332 銮號 88111407 _? 7年 < 月曰ΓΡ • 」修正 ‘ 五、發明說明（10) 處理。所以由基地台3 0在 3 8所傳送的信號在搜尋窗1 -叮·_ 为 Η 、 m if Pn-q傳送的信號\可讓行動電話 W n内被收到，如此行動電話信號 在不論行動電話是否在超出A s I c相關器位元限制數的存取 範圍外，都可被基地台3 0偵測到及解調變。 例如，假設Rinner是39哩以及RQUter是78哩，則AR是39哩， 其相當於1 2位元A S I C相關器限制數的距離。在此例中，基 地台30會在訊框邊沿之前在q = 416 // s(亦即2x39哩χ5· 33 // s /哩）時開始傳送，如此行動電話信號可被基地台3 0在 F η時和F η + ρ時之間被接收，其中p = 4 1 6 // s相當於AS I C相 關器位元限制數（或在搜尋窗Wn的範圍内）。

在另一例子中，假設蜂巢3 4具有一内經2 0哩Rinner和一外 半徑4 8哩的Router·。因此等於28哩。因為ar較39哩少 (或相當於1 2位元AS I C相關器的限制數的距離），q值可介 於 96 #s(2x(48 - 39)哩χ5·33 /zs / 哩）和213.2 (亦即 2x2 0哩χ5· 33 // s /哩）以確保或增加在蜂巢34中由行動電 話傳送的信號於訊框邊沿開始時以及在訊框邊沿之後的 p = 416 //s時結束的搜尋窗Wn中被接收的機率。

在本發明之另一施例中，基地台3 〇可利用結合了經時移 |或抵銷的搜尋窗Wn的修改之定時協定偵測由行動電話38傳 考送的k號。圖7解说依照本發明此施例所用之定時協定的 ^定時之程表70。依照定時時程表7〇，基地台3〇經構形成在 訊框邊沿時開始傳送信號，並在&Fn + q時開始並不晚於 |n = q + p時結束的時移搜尋窗Wn中尋找行動電話信號。相同

----_ 五、發明說明（u) 的’行動電 之後的某多 如定時時程 移）搜尋窗 應注意的 可能無法偵 行動電話信 能結合業界 儘管本發 式還是有可 分時多路存 此本發明之 話3 8經構形成在行動電話開始接收基地台信號 個X的訊框時段（亦即fx)上開始傳送信號。有 表5 〇 ’利用定時時程表7 〇的基地台3 〇將在（時 η内開始接收由行動電話38傳送的信號。 疋僅結合了本發明修改後的定時協定的基地台 測出位在基i也台Rinner距/離内由行動電話傳送的 ，為了能偵測此行動電話信號，基地台應也 的定時協定。 月已配合一 施例作士0 A $ 能血 一也⑺作相當砰細的描述，其它方 舉例來說’本發明▲ «-p 取沾* ,个^明也可以適用於利用像是 精袖1^ •技術的無線通訊系統。因 研砷和範疇不應侷限於太办π β 於本文所舉施例之描述。

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Claims (1)

1. 484332 六、申請專利範圍 1 · 一種用於偵測行動電話信號的方法，包含的步驟有： 在相對於第一訊框邊沿之一時間r傳送一基地台信 號；以及 在一搜尋窗中接收該行動電話信號，搜尋窗在相對於 第二訊框邊沿的時間r之後的一時間q開始並在相對於第二 訊框邊沿的一時間r之後的一時間q + p結束，其中q是一定 時提前值以及p代表對應搜尋窗之位元限制數的時段。 2 ·如申請專利範圍第1項的方法，其中第一訊框邊沿和 第二訊框邊沿是相同的。 3 ·如申請專利範圍第1項的方法，其中第一訊框邊沿和 第二訊框邊沿並非相同的。 4 ·如申請專利範圍第1項的方i，還包含了步驟： 利用一相關器债測行動電話信號。 5 ·如申請專利範圍第4頊的方法，其中行動電話信號會 在進入信號上一已知碼形成的最後信號超過一臨界值時被 偵測出。 6 · —種用於彳貞測行動電話信號的方法，包含的步驟有： 於第一訊框邊沿之前的一時間q傳送一基地台信號， 其中Q是一定時提前值；以及 在一搜尋窗中接收行動電話信號，搜尋窗開始於一第 二訊框邊沿並在第二訊框邊沿之後的不晚於一時間P之前 結束，其中p代表相對搜尋窗的位元限制數的時段。 7.如申請專利範圍第6項的方法，其中第一訊框邊沿與 第二訊框邊沿是相同的。

   第17頁 484332 六、申請專利範圍 8 ·如申請專利範圍第6頊的方法，其中第一訊框邊沿和 第二訊框邊沿並非相同 9.如申請專利範圍3 6項的方法，還包含了步驟： 利用一相關器债測行動電話信號。 1 0.如申請專利範圍第9項的方法，其中行動電話會在進 入信號乘上一已知碼形成的一最後信號超過一臨界值時被 偵測出。 11.如申請專利範圍第9項的方法，其中相關具有1 2位元 限制數。 1 2.如申請專利範圍第6項的方法，其中定時提前值q代 表相對於一信號傳送不超過於一基地台和此基地台相關之 蜂巢内半徑之來回造成的傳送延遲。 13.如申請專利範圍第6頊的方法，其中行動電話乃由結 合分碼多路存取技術的行動電話所傳送。 1 4.如申請專利範圍第6項的方法j其中基地台信號乃由 結合了分碼多路存取技術的基地台所傳送。 1 5. —種用於偵測行動電話信號的方法，包含的步驟有： 在第一訊框邊沿傳送基地台信號；以及 在一搜尋窗中接收行動電話信號，搜尋窗在開始於一 第二訊框邊沿之後的一時間q，並在不晚於第二訊框邊沿 之後的一時間q + P結束，其中Q是一定時提前值且P代表對 應搜尋窗的位元限制數的時段。 1 6.如申請專利範圍第1 5項妗方法，其中第一訊框邊沿 和第二訊框邊沿是相同的。

   O:\59\59269.PTD 第18頁 484332 六、申請專利範圍 1 7 ·如申請專利範圍第1 5頊边方法·，其中第一訊框邊沿 和第二訊框邊沿並不相同。 還包含了步驟： 〇 其中行動電話會在 免超過一 ^界值時承 其中相關器具有1 2 1 8 ·如申凊專利範圍第1 $道的方止， 利用一相關器偵測行動電話信號 1 9·如申請專利範圍第i 8項的方法2 口百# 進入信號乘上一已知碼形成之最後信號超過一臨界值時被 債測出。 2 0 ·如申請專利範圍第1 8項的方法 位元之的限制數。 21·如申請專利範圍第18頊边方法，其中定時提前值代 表與一 k號傳送不超過一基地台和與此基地台關連之蜂巢 内半徑之間來回的傳送延遲。- 22·如申請專利範圍第15項的方法，其中行動電話乃由 結合分碼多路存取技術的行動電話所傳送。 23.如申請專利範圍第丨5項的方法，其中行動電話信號 乃由結合了分码多路存取技術的基地台所傳送。 Φ

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